小議數字電路故障檢測及其診斷方法

摘 要：隨著數字電路技術的不斷發展，數字電路在很多領域中均得到了廣泛的應用。但是，數字電路在實際工作中由于一些不可測的原因使得電路出現故障，影響其性能的發揮。因此，數字電路的故障檢測和故障診斷就顯得尤為重要。文章就數字電路故障產生原因和故障檢測及診斷方法談幾點自己的看法。

關鍵詞：數字電路；故障檢測；故障診斷技術

數字電路是電路系統中最為常見的電路形式之一，伴隨著數字電路技術的不斷發展，其技術已經廣泛應用到電視、雷達、自動控制、計算機、航天航空等領域。但是，數字電路在實際工作中由于一些不可測的原因使得電路出現意想不到的故障，甚至導致整個電路癱瘓。因此，數字電路的故障檢測和故障診斷就顯得十分重要。這就要求專業技術人員在了解數字電路特點的基礎上，能夠通過檢測數字電路出現了什么樣的故障，經過檢測后再對其進行診斷，從而解決出現的問題。對數字電路進行故障檢測和故障診斷不僅有助于改進電路中存在的各種問題和缺陷，而且有助于提高數字電路的可靠性。

1 數字電路故障產生的原因分析

1.1 在電路設計階段，集成電路參數和工作條件考慮不周

一般來說，集成電路的負載能力都是有限的。但是在實際情況中經常出現負載過載的情況，導致電路的原有功能遭到破壞，使得整個系統無法正常運轉。同時，集成電路自身的工作速度也是容易造成故障的一個主要因素。因此，在電路設計時，我們就需要選擇負載能力較強、工作速度較快的集成電路，將整個集成電路的各項參數和工作條件考慮周全，避免故障現象的發生，從而將可能出現的問題消滅在萌芽狀態。

1.2 數字電路布線和集成電路芯片安裝存在差錯

由于人為因素的影響，在數字電路布線和集成電路芯片安裝過程中經常出現一些不必要的差錯，例如，斷線、漏線、橋接、電子元器件插錯等等，這些哪怕微小的差錯的存在也將導致數字電路出現故障。

1.3 數字電路工作環境因素的影響

當前，各類數字設備的功能日益強大，運算效率也大大提高，工作精度也在不斷增強，數字設備在發展的同時對工作環境的要求也越來越高。影響數字電路正常工作的環境因素包括溫度、濕度、電磁干擾等。如果數字設備不能在適宜的環境中工作，那么這些環境因素就會對設備造成影響，嚴重的話就會造成故障現象的發生，從而使其無法工作。

2 數字電路的故障檢測

2.1 故障隔離檢測

數字電路故障檢測過程中首先要對故障范圍進行最小化的縮放，也就是要進行故障的隔離，這是故障檢測中最為關鍵的一環。在數字電路故障檢測中邏輯檢測是發現故障的有效方法之一。一般來說，當電路的信號消失后，可以利用檢測探頭對電路信號相互連接的路徑進行檢測，以便找到消失的電路信號。找到消失的電路信號以后我們就可以利用探頭上的邏輯存儲裝置檢測數字電路上脈沖信號的具體情況。一旦信號出現，我們就將信號存儲，通過脈沖存儲器將其顯示出來。這樣，就能一步步的縮小故障的范圍，直到找到故障為止。另外，邏輯分析也是檢測故障的有效方法之一。通過邏輯分析儀能迅速的將故障范圍精確到某塊電路塊或某個元器件上。

2.2 故障定位檢測

故障定位是數字電路故障檢測中極其重要的環節。當我們把可能的故障進行隔離后，就能通過邏輯探頭、脈沖檢測儀等設備對故障進行檢測。例如，我們利用邏輯探頭可以檢測數字電路的脈沖情況，從而可以觀察電路的輸出信號和輸入信號的情況，從而判斷電路是否在正常運行。絕大多數情況下數字電路的故障都是偶然的，因此我們不需要檢測電路信號的時序，而只需要觀察電路中是否有反映電路工作狀況的脈沖活動。

3 數字電路的故障診斷方法

3.1 直觀檢測法

直觀檢測法是數字電路故障檢測中最為常見的方法。該法主要利用了人的主觀能動“望、聞、摸、測”來診斷故障產生的地方。所謂“望”就是觀察數字設備是否有破損的地方，布線是否有斷線的發生，元器件是否有松動的情況，導線有無短路現象等等，通過看來進行故障定位。所謂“聞”就是通過嗅覺來發現故障所處的位置。因為當電流過大時，有的元器件會冒煙，產生異味。所謂“摸”就是用手感觸元器件，看其是否發熱。一些元器件溫度過高也會導致故障的發生。所謂“測”就是利用萬用表、示波器、邏輯分析儀、脈沖檢測儀等設備進行故障診斷。

3.2 順序檢測法

順序檢測法也是數字電路故障檢測中的一種常規方法。該方法是通過從輸入級向輸出級逐級檢測，從而查出故障的位置。采用該方法需要在輸入級加上一個信號，然后根據信號的流向逐級向輸出級進行測量，直到檢測到故障。反過來，我們也能從輸出級向輸入級逐級檢測，當發現信號不正常時就可從故障處開始檢測，直到有正常信號為止。

3.3 群舉測試法

群舉測試法是邏輯檢測法中的一種，是一種針對數字電路邏輯故障而形成的檢測方法。這種方法是通過向測試電路的輸入級輸入可能存在的輸入信號作為測試碼，再觀察輸出級的輸出信號是否符合電路的邏輯功能，從而診斷故障的方法。一般來說，群舉測試法先是找出用于檢測電路中可能存在故障的測試碼集合，再將其加入待測電路，然后檢測電路的響應，隨即就可以檢測出故障。

4 結束語

總之，數字電路故障檢測和診斷會隨著數字電路技術的發展而發展。面對這樣或那樣的數字電路故障，我們要不斷學習，不斷總結，探索出行之有效的檢測和診斷方法，將故障一一排除，切實提高數字電路的運行質量。

參考文獻

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